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Theses Year : 2021

Study of changes in resting energy metabolism in patients with amyotrophic lateral sclerosis

Etude des modifications du métabolisme énergétique de repos des patients atteints de Sclérose latérale amyotrophique

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Abstract

The alteration in nutritional status in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) patients is linked to a decrease in food intake and/or an increase in resting energy expenditure (REE). A percentage of REE variation (ΔREE) greater than 10% between the REE measured by indirect calorimetry and the REE calculated by predictive equations, defines the hypermetabolism (HM), which is described in 50 to 60% of cases of ALS. If HM is not compensated by food intake, this exposes the patient to the risk of undernutrition, a factor of poor prognosis. Screening for HM therefore appears to be essential in order to identify the situations most at risk of undernutrition and to propose adaptive measures.However, the existence of HM is not consensual, and there are still many questions about the notion of changes in REE during ALS.One study found that in 315 patients suffering from ALS, a measured REE was systematically higher than the calculated REE by 12 predictive equations (p<0.0001). Based on these equations, HM affected between 35.2% to 76.3% of patients, and 14.6% to 53.3% of cases reported a ΔREE>20%. According to the 1919 Harris and Benedict equations, and their revised 1984 versions, the patients with a ΔREE>20% had an increased risk of death of 42% (p=0.01) and 38% (p=0.02), respectively. With an identical ΔREE threshold, according to Mifflin's formula, the functional (p=0.02) and respiratory (p=0.003) outcome was more deleterious and the chances of survival were impaired (p=0.003).In a second study, the metabolic level was clearly higher in 287 ALS patients compared to 78 healthy controls (1500 versus 1230 kcal/day, p<0.0001). 55% of patients versus only 13.3% of controls (p<0.0001) had HM. HM was strongly, positively and significantly associated with the disease (ORadjusted=9.5 [4.5-20.1], p<0.0001). Even if the ΔREE was below the 10% threshold, the REE was higher in patients compared to controls (p=0.0008).A third study compared the accuracy of the calculated REE of 11 predictive equations to the REE obtained by indirect calorimetry in 315 patients. The formula concordance was moderate (intra-class correlation coefficient [ICC] ranging from 0.60 to 0.71), the percentage of good predictions was low (27.3% to 57.5% of cases) and frequent underestimation was obeserved (31.7% to 71.4% of cases). Since the existing equations were not adapted to ALS, a specific formula was created and tested. The concordance between the REE measured and the one obtained by the new formula was very good (CCI=0.85), the percentage of good predictions was improved (65%) and the underestimation of the REE was noticeably reduced (17.5%).In a fourth study carried out on the same cohort, 55.2% of patients presented HM and 23.3% severe HM (ΔDER>20%). Compared to the subjects without HM, the patients with severe HM had a lower proportion of fat mass at diagnosis (29.7% versus 32.1%, p=0.005) and a faster trend of functional performance decline at follow-up (p=0.07). Univariate analysis of the data revealed that severe HM tended to increase the risk of death compared to the absence of HM (Hazard ratio=1.33 [0.99-1.79], p=0.055).Overall, these studies show that REE is usually increased in ALS. These changes affect all patients. HM is affecting more than half of patients and could be a marker of the disease. There is a predictive formula for the REE applicable in ALS, which represents an alternative to indirect calorimetry. HM, especially when severe, changes body composition upon diagnosis and appears to be a poor prognostic determinant for functional or respiratory performance and survival. All of this reinforces the importance of metabolic assessment, to adapt energy needs and identify the situations most at risk of deleterious evolution.
L’altération de l’état nutritionnel lors de la Sclérose latérale amyotrophique (SLA) est liée à une diminution des prises alimentaires et/ou une augmentation de la dépense énergétique de repos (DER). L’hypermétabolisme (HM), défini par un pourcentage de variation de DER (ΔDER) supérieur à +10% entre la DER mesurée en calorimétrie indirecte et la DER calculée par équations prédictives, est décrit dans 50 à 60% des cas de SLA. Si l’HM n’est pas compensé par l’alimentation, il expose le patient au risque de dénutrition, facteur de mauvais pronostic. Le dépistage de l’HM apparait donc comme essentiel pour repérer les situations les plus à risque de dénutrition et proposer des mesures adaptatives. Cependant, l’existence de l’HM n’est pas consensuelle, et il persiste de nombreuses questions quant à la notion de modification de la DER lors de la SLA.Une première étude retrouvait, chez 315 patients souffrants de SLA, une DER mesurée systématiquement supérieure à la DER calculée par 12 équations prédictives (p<0,0001). Selon l’équation testée, l’HM concernait 35,2% à 76,3% des patients, et 14,6% à 53,3% des cas présentaient une ΔDER > +20%. Les patients avec une ΔDER > +20% selon les équations de Harris et Bénédict de 1919 et leurs versions révisées de 1984 avaient un risque de décès majoré, respectivement de 42% (p=0,01) et 38% (p=0,02). Avec ce même seuil de ΔDER selon la formule de Mifflin, l’évolution fonctionnelle (p=0,02) et respiratoire (p=0,003) étaient plus délétères et la survie plus altérée (p=0,003).Dans une seconde étude, le niveau métabolique était clairement plus élevé chez 287 patients souffrants de SLA en comparaison à celui de 78 témoins sains (1500 versus 1230 kcal/jour, p<0,0001). L’HM, concernant 55% des patients contre seulement 13,3% des témoins (p<0,0001), était fortement, positivement et significativement associé à la maladie (ORajusté=9,5 [4,5-20,1], p<0,0001). Même en cas de ΔDER inférieure au seuil de +10%, la DER était plus élevée chez les patients comparativement aux témoins (p=0,0008).Une troisième étude testait l’exactitude de la DER calculée par 11 équations prédictives, par rapport à DER obtenue en calorimétrie indirecte chez 315 patients. La concordance des formules était modérée (coefficient de corrélation intra-classe [CCI] variant de 0,60 à 0,71), le pourcentage de bonnes prédictions faible (27,3% à 57,5% des cas) et la sous-estimation fréquente (31,7% à 71,4% des cas). Les équations existantes n’étant pas adaptées à la SLA, une formule spécifique était créée et testée : la concordance entre la DER mesurée et celle obtenue par cette formule était très bonne (CCI = 0,85), le pourcentage de bonnes prédictions était amélioré (65%) et la sous-estimation de la DER nettement diminuée (17,5%). Dans une quatrième étude menée sur la même cohorte, 55,2% des patients présentaient un HM et 23,3% un HM sévère (ΔDER > +20%). Comparativement aux sujets sans HM, les patients avec un HM sévère avaient une proportion de masse grasse au diagnostic plus faible (29,7% versus 32,1%, p=0,005) et une tendance au déclin fonctionnel plus rapide lors du suivi (p=0,07). En analyse univariée, l’HM sévère avait tendance à majorer le risque de décès comparativement à l’absence d’HM (Hazard ratio =1,33 [0,99-1,79], p=0,055). Au total, les études montrent que la DER est réellement augmentée lors de la SLA. Ces modifications concernent tous les patients. L’HM affecte plus de la moitié des patients et pourrait être un marqueur de la maladie. Il existe désormais une formule prédictive de la DER applicable dans la SLA, qui représente un recours à la calorimétrie indirecte. L’HM, surtout lorsqu’il est sévère, modifie la composition corporelle au diagnostic et semble être un facteur de mauvais pronostic pour l’évolution fonctionnelle, respiratoire et la survie. L’ensemble renforce l’importance de l’évaluation métabolique, pour adapter les besoins énergétiques et dépister les situations les plus à risque d’évolution délétère.
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Cite

Philippe Joseph Maurice Fayemendy. Etude des modifications du métabolisme énergétique de repos des patients atteints de Sclérose latérale amyotrophique. Médecine humaine et pathologie. Université de Limoges, 2021. Français. ⟨NNT : 2021LIMO0025⟩. ⟨tel-03550931⟩
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